资源简介

(共21张PPT)
1.1 传统发酵技术的应用
教学目标
1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。
2.概述微生物发酵的基本原理。
3.尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足。
种群及其动态
我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。
约9000年前
20世纪70年代以后
1857年
1897年
20世纪80年代
1957年
20世纪
40年代
巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。
科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用。微生物的分离和纯化技术得到了应用，作坊式手工生产向现代工业化生产方向发展。
在厌氧发酵技术的基础上，建立了深层通气液体发酵技术。
通过人工诱变特定微生物，获得具有更高生产能力的突变类型。
基因工程和细胞工程等的发展，使发酵工程进入定向育种的新阶段。
科学家开始运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术对发酵过程进行综合研究，以更加合理地控制发酵过程。
新课导入
发酵与传统发酵技术
01
发酵
概念：
原理：
不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
类型：
需氧发酵
厌氧发酵
如：醋酸发酵、谷氨酸发酵
如：酒精发酵、乳酸发酵
人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
发酵与传统发酵技术
腐乳制作
原理:
微生物:
过程:
蛋白质
小分子肽 + 氨基酸
酵母、曲霉、毛霉(主要)等
让豆腐上长出毛霉
香料腌制
密封发酵
豆腐发酵中的毛霉
脂肪
甘油 + 脂肪酸
脂肪酶
分类地位：真核生物
代谢类型：异养需氧型
优点:
味道鲜美，易于消化吸收，便于保存。
你还知道哪些是通过传统发酵制作的食品呢？
豆瓣酱、酱油、醋、泡菜、豆豉、葡萄酒、手工酸奶、馒头等......
电子显微镜下的毛霉
发酵与传统发酵技术
传统发酵技术
概念：
直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
类型：
传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
发酵产品：
利用传统发酵技术制作的食品有酒、腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉（chǐ）等。
生产条件不易控制，容易受杂菌污染，生产效率较低，产物不单一等。
缺点？
1.传统发酵食品制作所利用的微生物
（1）乳酸菌
①代谢特点：厌氧细菌，代谢类型为异养厌氧型；在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。
②发酵原理（反应简式）
③生产应用：可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。
④分布：广泛分布于空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内。
⑤常见类型：乳酸链球菌和乳酸杆菌。
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）+能量
发酵与传统发酵技术
1.传统发酵食品制作所利用的微生物
（2）酵母菌
①代谢特点：单细胞真菌，代谢类型为异养兼性厌氧型；在无氧的情况下能进行酒精发酵。
②发酵原理（反应简式）
③生产应用：可用于酿酒、制作馒头和面包等。
④影响因素：温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。
⑤分布：在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面。
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
发酵与传统发酵技术
1.传统发酵食品制作所利用的微生物
（3）醋酸菌
①代谢特点：好氧细菌，代谢类型为异养需氧型；当O2、糖源都充足时，能将糖分解成醋酸；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。
②发酵原理（反应简式）
③生产应用：可用于制作各种风味的醋。
C6H12O6+2O2
酶
2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量
C2H5OH+O2
酶
CH3COOH（醋酸）+H2O+能量
发酵与传统发酵技术
制作泡菜
亚硝酸盐的含量低
乳酸含量0.4%~0.8%时，口味、品质最佳。
1. 原理：
2. 应用的微生物：
3. 材料用具：
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
①分类地位：
②代谢类型：
④种类：
③分布：
⑤应用：
乳酸菌
异养厌氧型
空气、土壤、植物体表、人或动物肠道
常见乳酸链球菌、乳酸杆菌（做酸奶）
乳制品的发酵、泡菜的腌制
植物体表面天然的乳酸菌
新鲜蔬菜、调味品、泡菜坛或其他密封性良好的罐子
原核生物
随乳酸增加，Ph会变小，口感变酸。
制作泡菜
3.制作泡菜的方法步骤
配制盐水
用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用；
原料处理、装坛
将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满；
加盐水
将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖；
封坛发酵
向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水；根据室内温度控制发酵时间。
制作泡菜
1. 为什么要向酸菜中加老酸水？为什么要加老酸奶？
2. 酸菜控制温度多少度？酸奶多少度？
3.为什么要对装酸奶的容器开水煮沸？为什么酸菜开始的时候可以加一点酒？
4. 酸菜如果表面长白膜是什么？怎么处理？
接种更多的乳酸菌
乳酸菌最适温度是37℃左右
灭菌，防止杂菌污染
是产膜酵母形成的；加酒处理。
制作泡菜
4.进一步探究
(1)亚硝酸盐为白色粉末，外观与食盐相似，有咸味，易溶于水，可作食品添加剂。
(2)亚硝酸盐分布广泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。
(3)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，绝大部分亚硝酸盐只是“过客”，随尿排出。
(4)当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3g～0.5g时，会引起中毒，当摄入总量达到3g时，会引起死亡。
蔬菜水果
亚硝酸盐
pH、温度
微生物
亚硝胺
硝酸盐
硝酸盐还原菌
维生素C、E
酚类物质
注意：
发酵温度高；食盐用量过低；发酵时间短容易导致硝酸还原菌大量增殖，产生较多的亚硝酸盐
制作泡菜
泡菜发酵过程中乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化情况
发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐
发酵初期
发酵中期
发酵后期
变化曲线
少（O2抑制乳酸菌活动）
少
增加（硝酸盐还原菌的作用）
最多（乳酸积累，抑制其他菌活动）
增多
达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）
减少（乳酸积累，pH下降，抑制乳酸菌活动）
继续增多，最后保持稳定
下降至保持相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
果酒的制作
1. 原理：
2. 应用的微生物：
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+ 能量
酶
真核生物
含糖量较高的蔬菜、水果表面
酿酒、制作馒头和面包
植物体表面天然的酵母菌
①分类地位：
②代谢类型：
⑤应用：
③分布：
酵母菌
④适宜温度：
酿酒酵母的最适生长温度约为28℃
异养兼性厌氧型
果醋的制作
1. 原理：
2. 应用的微生物：
3. 材料用具：
C6H12O6 + 2O2 2CH3COOH（乙酸）+ 2H2O + 2CO2 + 能量
酶
原核细胞
30~35℃
各种风味的醋
新鲜水果、洗洁精、体积分数70%的酒精、发酵瓶、纱布和榨汁机等
①分类地位：
②代谢类型：
③适宜温度：
醋酸菌
④应用：
C2H5OH + O2 CH3COOH（乙酸）+ H2O + 能量
酶
醋酸杆菌
异养需氧型
氧气和糖源充足时
缺少糖源，乙醇为原料
制作果酒与果醋
制作果酒与果醋流程
挑选葡萄
冲洗
榨汁
装瓶
酒精发酵
醋酸发酵
选择新鲜的葡萄。
榨汁前先将葡萄冲洗（目的是洗去灰尘）并除去枝梗。"冲洗"和"去枝梗"不能颠倒顺序的原因是避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用。
将葡萄汁装入发酵瓶，要留大约1/3的空间（给发酵产生的CO2留空间）。
制作葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18-25℃，时间控制在10-12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时监测。
果酒
果醋
制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30-35℃，时间控制在7-8d左右，并注意适时通过充气口充气。
实验结果（结果评价）：
①果酒制作∶发酵后取样，可通过嗅味和品尝进行初步鉴定。还可通过显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾溶液检验酒精的存在。
②果醋制作∶首先可通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较发酵液在发酵前后的pH变化做进一步鉴定。还可通过显微镜观察发酵液是否有醋酸菌，并统计其数量做进一步的鉴定。
制作果酒与果醋
制作果酒与果醋
分析比较果酒、果醋制作中发酵装置图中各结构的作用
装置图 结构 作用
充气口 ①醋酸发酵时连接充气泵，
输入 ；
②制果酒时 充气口
排气口 用来排出 ;
长而弯曲的胶管 防止空气中 的污染
出料口 便于取料，及时监测发酵进行的情况
无菌空气
关闭
CO2
微生物
项目 果酒制作 果醋制作
发酵菌种
菌种来源
菌种代谢类型
菌种细胞类型
发酵原理 在有氧条件下： 在无氧条件下： 氧气、糖源都充足时：
缺少糖源时：
发酵 条件 温度
时间
氧气
酵母菌
醋酸菌
主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
异养兼性厌氧型
异养需氧型
真核细胞
原核细胞
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
酶
空气中的野生型醋酸菌
C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量
酶
C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量
酶
28℃
30-35℃
10-12d
7-8d
初期需氧，后期不需氧
需要氧气
制作果酒与果醋
小结
1、什么是发酵？什么是传统发酵技术？
发酵：微生物、适宜条件、微生物代谢、原料→产物
传统发酵技术：天然菌种、上一次暴露的菌种、发酵制作食品
2、传统发酵有什么特点？有什么优点和缺点？
特点：混合菌种；固体或半固体发酵；家庭、作坊式生产
优点：操作简单
缺点：生产条件不易控制；容易被杂菌污染；效率低、产物不单一
3、腐乳发酵的原理是什么？利用了什么微生物？起主要作用的是哪种微生物？属于哪类生物？属于哪种代谢类型？
4、泡菜制作利用了哪种微生物？该微生物属于哪类生物？代谢类型是哪一种？泡菜盐水比例是多少？盐水比例高低有怎样的不利影响？为什么泡菜不能装太满？
泡菜发酵一段时候后可能会出现白色的膜，是产膜酵母繁殖形成的；
1.油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。判断下列相关表述是否正确。
（1）卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系。（ ）
（2）乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。（ ）
（3）微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道。（ ）
2.传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
B.制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
C.制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精
D.制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸
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D
巩固练习

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